一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢，按质量百分含量包括：C：0.54～0.57％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.62～0.68％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr：0.10～0.30％、Ni≤0.25％、Cu≤0.2％、Al：0.020～0.035％、N：60～120ppm、2≤Al/N≤5、H≤2.0ppm、O≤15ppm、余量为Fe及不可避免杂质；得到的精密成形用轿车驱动轴球笼用钢的显微组织由铁素体和珠光体组成，且具备均匀的组织分布；通过控制所述精密成形用轿车驱动轴球笼用钢棒材中Al和N的含量及Al/N，奥氏体晶粒度细小均匀，为7.0～8.0级；本发明专利技术通过Cr元素的添加降低了C的活度，减轻了加热和轧制过程中的脱碳，使得圆钢脱碳不高于0.8％，同时由于Cr元素是强碳化物形成元素，显著提高了圆钢的力学性能。显著提高了圆钢的力学性能。显著提高了圆钢的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及结构钢
，具体涉及一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]我国是汽车整车、汽车零配件制造大国，但在技术、质量等方面与德国、美国、日本等汽车制造强国差距还较大。球笼是汽车传动系统中的重要部件，其作用是将汽车动力从变速器传递到驱动轮，驱动轿车高速行驶。目前国内生产汽车球笼用钢主要使用普通55钢，还停留在仅仅满足国标要求的水平上，材料淬透性低，静扭强度偏低，已无法满足汽车升级换代的要求。
[0003]GB/T699中C：0.52
‑
0.60％，Si：0.17
‑
0.37％，Mn：0.50
‑
0.80％，Cr：≤0.25％，Cu：≤0.20％，Ni：≤0.30％，P：≤0.035％，S：≤0.035％，N≤0.0080％，力学性能不足，淬透性差。对比专利CN109852872A的C：0.53
‑
0.57％，Si：0.22
‑
0.32％，Mn：0.80
‑
0.95％，Cr：0.20
‑
0.30％，S≤0.010％，P≤0.015％，[O]≤0.0015％，[H]≤0.00015％，其余为Fe，材料的淬透性得到明显提高，但韧性不足，存在热处理脆裂的风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法。<br/>[0005]本专利技术解决上述问题的技术方案为：一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法，按质量百分含量包括：C：0.54～0.57％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.62～0.68％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr：0.10～0.30％、Ni≤0.25％、Cu≤0.2％、Al：0.020～0.035％、N：60～120ppm、2≤Al/N≤5、H≤2.0ppm、O≤15ppm、余量为Fe及不可避免杂质。
[0006]上述精密成形用轿车驱动轴球笼用钢的制造方法，包括如下步骤：铁水
→
转炉炼钢
→
LF精炼
→
VD真空处理
→
连铸
→
钢坯坑冷
→
加热
→
除磷
→
轧制
→
冷却
→
分段
→
精整
→
探伤
→
包装入库。
[0007]进一步的，在转炉炼钢工序中：合金需准备硅铁合金、硅锰合金、低碳锰铁、中碳锰铁、高碳锰铁、低碳铬铁、中碳铬铁、高碳铬铁，目标C含量0.12～0.20％；目标P≤0.015％；出钢目标温度≥1600℃。
[0008]进一步的，出钢辅料要求：按50t转炉计量，铝酸钙270kg/炉，石灰330kg/炉，铝锭或铝饼0.4～0.8kg/t。
[0009]进一步的，在LF精炼工序中：在钢包精炼炉上，进行钢液的精炼，去除钢中的有害气体和夹杂物，钢包入座、测温、分析，根据情况调整氩气压力；LF精炼阶段要求白渣时间≥15分钟，吊包前进行前Ca处理，按50t转炉计量，喂入30～50米纯钙线或硅钙线。
[0010]进一步的，VD真空处理阶段要求在真空度≤67pa下保持时间≥10分钟；软吹氩时间≥20分钟。
[0011]进一步的，在连铸工序中：连铸液相线温度1481℃；钢包内高温钢液通过保护套管，浇进中间包，中间包过热度：开浇炉过热度控制30～45℃，连浇炉20～35℃；中间包内的钢液经连铸结晶器，加电磁搅拌，结晶器电磁搅拌200A/2Hz、末端电磁搅拌250A/10Hz；以合理的拉速，浇注出220
×
220mm2断面尺寸的合格连铸坯，依据过热度调整拉速0.9～1.1m/min，开浇前向中包吹氩气排空，待加入覆盖剂后再关闭排空氩气。
[0012]进一步的，加热工序采用加热炉加热工艺：预热段≤800℃，加热I段880～1100℃，加热II段1080～1220℃均热段1060～1220℃，加热时间≥180min。
[0013]进一步的，钢坯出炉后，高压水除磷去氧化皮，终轧温度≥850℃。
[0014]本专利技术具有有益效果：
[0015]本专利技术提供了一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法，得到的精密成形用轿车驱动轴球笼用钢的显微组织由铁素体和珠光体组成，且具备均匀的组织分布；通过控制所述精密成形用轿车驱动轴球笼用钢棒材中Al和N的含量及Al/N，奥氏体晶粒度细小均匀，为7.0～8.0级；本专利技术通过Cr元素的添加降低了C的活度，减轻了加热和轧制过程中的脱碳，使得圆钢脱碳不高于0.8％，同时由于Cr元素是强碳化物形成元素，显著提高了圆钢的力学性能，使得圆钢的抗拉强度达到750MPa以上，屈服强度达到430MPa以上、延伸率达到20％以上、断面收缩率达到40％以上。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例7提供的精密成形用轿车驱动轴球笼用钢成品棒材距外表面1/2处的奥氏体晶粒度图片；
[0017]图2为本专利技术实施例7提供的精密成形用轿车驱动轴球笼用钢棒材1/2处的金相图片；
[0018]图3为本专利技术实施例7提供的精密成形用轿车驱动轴球笼用钢棒材1/4处的金相图片。
具体实施方式
[0019]一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢，具备均匀的铁素体+珠光体组织，奥氏体晶粒度7.0～8.0级，经820℃
±
30℃保温45min空冷后的抗拉强度≥750MPa、屈服强度≥430MPa、延伸率≥20％、断面收缩率≥40％。
[0020]所述轿车驱动轴球笼用钢按质量百分含量包括：C：0.54～0.57％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.62～0.68％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr：0.10～0.30％、Ni≤0.25％、Cu≤0.2％、Al：0.020～0.035％、N：60～120ppm、2≤Al/N≤5、H≤2.0ppm、O≤15ppm、余量为Fe及不可避免杂质。
[0021]C和Mn是提高精密成形用轿车驱动轴球笼用钢强度的主要元素，但是碳含量高对塑性不利，特别是当Mn含量较高时，碳含量大于0.57％的是不利于加工性能的，同样C低于0.54％时强化效果不佳。Mn具有使钢形成和稳定奥氏体组织的能力同时降低临界转变温度而起到细化珠光体的作用，但含量过高的话难以达到均匀化所需要的时间，另外过高的Mn还能够促进晶粒长大，所以Mn含量不易过高，综合以上特点，本专利技术钢控制0.54
‑
0.57％的C、0.62
‑
0.68％的Mn。
[0022]Si能提高钢的强度、硬度、弹性和耐磨性，硅提高钢的AC3温度，对钢的回火稳定性有很大好处，但硅的导热性较差，容易有开裂危险，且脱碳倾向比较严重。因此，硅控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢，其特征在于：按质量百分含量包括：C：0.54～0.57％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.62～0.68％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr：0.10～0.30％、Ni≤0.25％、Cu≤0.2％、Al：0.020～0.035％、N：60～120ppm、2≤Al/N≤5、H≤2.0ppm、O≤15ppm、余量为Fe及不可避免杂质。2.一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：铁水
→
转炉炼钢
→
LF精炼
→
VD真空处理
→
连铸
→
钢坯坑冷
→
加热
→
除磷
→
轧制
→
冷却
→
分段
→
精整
→
探伤
→
包装入库。3.如权利要求2所述的一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢的制造方法，其特征在于：在转炉炼钢工序中：合金需准备硅铁合金、硅锰合金、低碳锰铁、中碳锰铁、高碳锰铁、低碳铬铁、中碳铬铁、高碳铬铁，目标C含量0.12～0.20％；目标P≤0.015％；出钢目标温度≥1600℃。4.如权利要求3所述的一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢的制造方法，其特征在于：出钢辅料要求：按50t转炉计量，铝酸钙270kg/炉，石灰330kg/炉，铝锭或铝饼0.4～0.8kg/...

【专利技术属性】
技术研发人员：安金敏，屈小波，王鲁义，张华，胡俊辉，
申请(专利权)人：联峰钢铁张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：